Ketolýza

Ketolýza je metabolická dráha, v ktorej dochádza k rozkladu ketolátok, teda ich katabolizmu. Tento proces umožňuje mitochondriám využívať ketóny ako palivo pre zisk energie.^[1] Ketolýzou vzniká viac energie na tvorbu ATP než v beta-oxidácii (oxidácii mastných kyselín).^[2] Opačným procesom ku ketolýze je ketogenéza, v ktorej sa syntetizujú ketolátky.

Lokalizácia

Ketogenéza prebieha hlavne v pečeni, zatiaľ čo ketolýza prebieha v bunkách mimo pečene, hlavne v srdci, mozgu a kostrovom svalstve.^[3]^[4] Ketolýza vyžaduje enzým SCOT (3-oxoacyl-CoA transferáza),^[5] ktorý je prítomný v mitochondriách všetkých cicavčích buniek okrem hepatocytov.^[3]

Aj keď bunky typu II v pľúcnom mechúriku obsahujú monokarboxylátové transportéry, ktoré presúvajú prekurzory β-hydroxybutyrátu do cytoplazmy, kvôli absencii ketolytických enzýmov nie sú tieto bunky schopné katabolizovať β-hydroxybutyrát.^[6]

Kardioprotektívne efekty SGLT2 inhibítorov boli pripísané zvýšenej hladine ketolátok a zvýšenej ketolýze.^[2]

Dráhy

Ketolátky sa syntetizujú v hepatocytoch, odkiaľ sa cez cievy dostávajú do ostatného tkaniva. V menších množstvách prebieha ketogenéza i v obličkách a astrocytoch.^[7] Po prestúpení ketolátok (hlavne acetoacetátu a β-hydroxybutyrátu) do tkaniva dochádza k ich rozkladu na acetylkoenzým A, ktorý vstupuje do Krebsovho cyklu, vďaka ktorému sa premieňa na chemickú energiu.^[7]

Reakcie

Najbežnejšou ketolátkou je β-hydroxybutyrát. Ten sa po vstupe do tkaniva premieňa na acetoacetát pôsobením β-hydroxybutyrátdehydrogenázy:^[4]^[7]

β-hydroxybutyrát + NAD⁺ ⇌ acetoacetát + NADH + H⁺

Acetoacetát, ktorý tiež môže cirkulovať v krvi, sa potom premieňa na acetoacetyl-CoA, v reakcii, ktorú katalyzuje SCOT:^[4]^[7]

acetoacetát + sukcinyl-CoA ⇌ acetoacetyl-CoA + sukcinát

V poslednej reakcii sa acetoacetyl-CoA rozkladá pôsobením tiolázy za vzniku dvoch jednotiek acetylkoenzýmu A:^[4]^[7]

acetoacetyl-CoA + HSCoA ⇌ 2 acetyl-CoA

Acetyl-CoA potom vstupuje do Krebsovho cyklu, pomocou ktorého z neho vzniká energia. NADH sa presúva do dýchacieho reťazca.

Referencie

↑ Metabolická zóna . metflex.me, 2016-04-26, . Dostupné online.
↑ ^a ^b Ketone bodies: from enemy to friend and guardian angel. BMC Medicine, 2021, s. 313. DOI: 10.1186/s12916-021-02185-0. PMID 34879839.
↑ ^a ^b Multi-dimensional Roles of Ketone Bodies in Fuel Metabolism, Signaling, and Therapeutics. Cell Metabolism, 2017, s. 262-284. DOI: 10.1016/j.cmet.2016.12.022. PMID 28178565.
↑ ^a ^b ^c ^d VOET, Donald. Biochemistry. Hoboken, NJ : John Wiley & Sons, 2011. (4th edition.) Dostupné online. ISBN 978-0-470-57095-1.
↑ Ketone body metabolism and its defects. Journal of Inherited Metabolic Disease, 2014, s. 541-551. DOI: 10.1007/s10545-014-9704-9. PMID 24706027.
↑ COVID-19: Proposing a Ketone-Based Metabolic Therapy as a Treatment to Blunt the Cytokine Storm. Oxidative Medicine and Cellular Longevity, 2020, s. 6401341. DOI: 10.1155/2020/6401341. PMID 33014275.
↑ ^a ^b ^c ^d ^e JENSEN, Nicole Jacqueline; WODSCHOW, Helena Zander; NILSSON, Malin. Effects of Ketone Bodies on Brain Metabolism and Function in Neurodegenerative Diseases. International Journal of Molecular Sciences, 2020-01, roč. 21, čís. 22, s. 8767. Dostupné online . ISSN 1422-0067. DOI: 10.3390/ijms21228767. (po anglicky)

Zdroj

Chemický portál

Tento článok je čiastočný alebo úplný preklad článku Ketolysis na anglickej Wikipédii.

Zdroj:
Text je dostupný za podmienok Creative Commons Attribution/Share-Alike License 3.0 Unported; prípadne za ďalších podmienok. Podrobnejšie informácie nájdete na stránke Podmienky použitia.

[1] Metabolická zóna . metflex.me, 2016-04-26, . Dostupné online.

[pmid34879839-2] Ketone bodies: from enemy to friend and guardian angel. BMC Medicine, 2021, s. 313. DOI: 10.1186/s12916-021-02185-0. PMID 34879839.

[pmid28178565-3] Multi-dimensional Roles of Ketone Bodies in Fuel Metabolism, Signaling, and Therapeutics. Cell Metabolism, 2017, s. 262-284. DOI: 10.1016/j.cmet.2016.12.022. PMID 28178565.

[:0-4] VOET, Donald. Biochemistry. Hoboken, NJ : John Wiley & Sons, 2011. (4th edition.) Dostupné online. ISBN 978-0-470-57095-1.

[pmid24706027-5] Ketone body metabolism and its defects. Journal of Inherited Metabolic Disease, 2014, s. 541-551. DOI: 10.1007/s10545-014-9704-9. PMID 24706027.

[pmid33014275-6] COVID-19: Proposing a Ketone-Based Metabolic Therapy as a Treatment to Blunt the Cytokine Storm. Oxidative Medicine and Cellular Longevity, 2020, s. 6401341. DOI: 10.1155/2020/6401341. PMID 33014275.

[:1-7] JENSEN, Nicole Jacqueline; WODSCHOW, Helena Zander; NILSSON, Malin. Effects of Ketone Bodies on Brain Metabolism and Function in Neurodegenerative Diseases. International Journal of Molecular Sciences, 2020-01, roč. 21, čís. 22, s. 8767. Dostupné online . ISSN 1422-0067. DOI: 10.3390/ijms21228767. (po anglicky)

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]